抗菌剂自发现以来,由于其具有良好的抗病原体效应,被广泛用于人类医疗保健和畜牧业中,由于人们大量使用和抗菌剂持续排放,导致环境中抗菌剂的残留,抗菌剂已成为一类不可忽视的新污染物。因抗菌剂的种类繁多,在环境中通常是混合暴露,研究其联合毒性效应并对抗菌剂的污染生态风险进行评价就显得格外重要。此外,抗菌剂诱导细菌产生的抗性基因在环境中也会持久残留,这对环境的危害超过抗菌剂本身。因此在研究抗菌剂毒性效应的同时,抗菌剂对其抗性基因产生的影响也需要引起重视。基于此,本文研究了2类典型传统抗菌剂——氨基糖苷类抗菌剂(硫酸新霉素、硫酸链霉素、硫酸庆大霉素)、β-内酰胺类抗菌剂(阿莫西林三水物、头孢噻肟钠、苯唑西林钠)和群体感应抑制剂(2(5H)-呋喃酮、2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮、4-乙酰氧基-2,5-二甲基-3-呋喃酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、3-苯并呋喃酮)对大肠杆菌的毒性效应和突变效应。研究结果如下:1)氨基糖苷类抗菌剂、β-内酰胺类抗菌剂以及群体感应抑制剂均对大肠杆菌生长产生明显的抑制,且剂量—效应曲线均呈现低浓度促进、高浓度抑制的Hormesis效应;对大肠杆菌的毒性(log(1/EC_(50)))分别为5.725 mol·L~(-1)(硫酸新霉素)、5.268 mol·L~(-1)(硫酸链霉素)、4.833 mol·L~(-1)(硫酸庆大霉素)、5.43 mol·L~(-1)(阿莫西林三水物)、4.654 mol·L~(-1)(头孢噻肟钠)、3.47 mol·L~(-1)(苯唑西林钠)、1.612mol·L~(-1)(2(5H)-呋喃酮)、1.584 mol·L~(-1)(2,5-二甲基-4-羟基-SAHA配制3(2H)-呋喃酮)、1.831 mol·L~(-1)(4-乙酰氧基-2,5-二甲基-3-呋喃酮)、1.09 mol·L~(-1)(2-甲基四氢呋喃-3-酮)和1.549 mol·L~(-1)(3-苯并呋喃酮),11种受试化合物对E.coli的单一毒性大小的顺序为硫酸新霉素>阿莫西林三水物>硫酸链霉素>硫酸庆大霉素>头孢噻肟钠>苯唑西林钠>4-乙酰氧基-2,5-二甲基-3-呋喃酮>2(5H)-呋喃酮>2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮>3-苯并呋喃酮>2-甲基四氢呋喃-3-酮;氨基糖苷类抗菌剂和群体感应抑制剂混合体系对大肠杆菌的联合毒性效应、β-内酰胺类抗菌剂和群体感应抑制剂混合体系对大肠杆菌的联合毒性效应均表现为低浓度拮抗和高浓度协同,剂量—效应曲线均呈现低浓度促进、高浓度抑制的Hormesis效应。2)氨基糖苷类抗菌剂和群体感应抑制剂混合体系、β-内酰胺类抗菌剂和群体感应抑制剂混合体系联合毒性作用机制为在混合物浓度较低时,氨基糖苷类抗菌剂、β-内酰胺类抗菌剂和群体感应抑制剂均诱导大肠杆菌产生活性氧自由基,进而促进大肠杆菌的生长,因此低浓度时联合作用效果表现为拮抗;高浓度时,过多的ROS给大肠杆菌的细胞造成氧化损伤,导致大肠杆菌大量死亡。3)11种受试化合物均能促进大肠杆菌发生突变,最大突变频率促进率时的浓度分别为:7.94E-07 mol·L~(-1)(硫酸新霉素)、1.84E-06 mol·L~(-1)(硫酸链霉素)、5.01E-06 mol·L~(-1)(硫酸庆大霉素)、2.51E-06 mol·L~(-1)(阿莫西林三水物)、5.01E-06 mol·L~(-1)(头孢噻肟钠)、1.58E-04 mol·L~(-1)(苯唑西林钠)、7.94E-03 mol·L~(-1)(2(5H)-呋喃酮)、8.Z-VAD-FMK使用方法91E-03 mol·L~(-1ribosome biogenesis)(2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮)、7.94E-03mol·L~(-1)(4-乙酰氧基-2,5-二甲基-3-呋喃酮)、3.55E-02 mol·L~(-1)(2-甲基四氢呋喃-3-酮)和1.12E-02 mol·L~(-1)(3-苯并呋喃酮);受试化合物对大肠杆菌的单一突变效应和联合突变效应,突变频率促进率均随着受试化合物浓度的增加先升高,后降低,剂量效应曲线呈倒“U”型。4)氨基糖苷类抗菌剂、β-内酰胺类抗菌剂和群体感应抑制剂通过诱导相关基因表达或易出错聚合酶的形成来诱导大肠杆菌发生突变;通过相关性分析发现,11种抗菌剂诱导大肠杆菌发生突变的作用机制与各自的毒性机制具有较强的相关性。